SEMINAIRE M. OKAL Emile

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Séminaire

Tsunami par Air Express: Résultats théoriques et observationnels sur les ondes aériennes de l'explosion de 2022 à Tonga

9 décembre 2022
11h
Salle du conseil

L'explosion volcanique de 2022 aux Iles Tonga a engendré des ondes gravito-acoustiques enregistrées dans le monde entier (y compris des passages multiples) par des capteurs de pression atmosphériques et sous-marins, des stations sismiques, et des marégraphes. Elle a aussi produit un tsunami classique, observé dans les Océans Pacifique et Indien. Comme l'ont montré Harkrider et Press [1967] dans le cas de Krakatau (1883), le "tsunami" enregistré mondialement par des marégraphes constitue en fait le prolongement de la fonction propre de l'onde atmosphérique dans la colonne d'eau lorsqu'elle se trouve en présence d'un bassin océanique. Nous présentons une étude théorique de la structure de l'onde aérienne (avec ou sans une couche océanique) dans le formalisme à couches plates de ces auteurs, ainsi que dans celui des modes propres de la Terre, adapté au cas d'un tsunami par Ward [1980] et aux ondes aériennes par Lognonné et al. [1999]. La composante la plus robuste de la fonction propre, essentiellement insensible à la présence d'une colonne d'eau, est la surpression dans la basse atmosphère. La réponse dynamique, c.à.d. le rapport de l'amplitude de déformation verticale de la mer à cette surpression, dépend au contraire très fortement de la profondeur d'eau, et n'approche la valeur hydrostatique classique de 1 cm/mbar que pour un océan de 5 km d'épaisseur. Il décroît très rapidement en eau peu profonde, comme observé par exemple dans le détroit de Bering. De même, le rapport de l'amplitude de la vague à la surface de la mer à la surpression au fond de l'océan (telle qu'elle est mesurée par un capteur du réseau DART), est aussi fonction de la profondeur de l'océan (et dans une moindre mesure de la fréquence); il n'excède pas 0.6 cm/mbar en eau profonde, et décroît très rapidement en eau peu profonde. Dans ce contexte, la procédure actuelle du réseau DART qui consiste à rapporter les mesures de pression au fond de l'océan en termes d'amplitudes équivalentes à la surface (en utilisant un rapport de 1 cm/mbar, valable uniquement pour une onde de tsunami classique dans l'approximation d'eau peu profonde), est totalement erronnée pour toute autre onde, et conduit ici à une surestimation systématique de cette mesure. Nous lançons un appel solennel au programme DART pour qu'il fournisse les données réellement mesurées, c.à.d. la surpression au fond de l'océan.